СО 34.35.524-2004. Общие технические требования к системе ГРАМ гидроэлектростанций

(утв. РАО «ЕЭС России» 15.04.2004)

Утверждены Департаментом научно-технической политики и развития ОАО РАО «ЕЭС России» 15 апреля 2004 года

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ГРАМ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

СО 34.35.524-2004

Дата введения 1 июня 2004 года

Разработано филиалом ОАО «Инженерный центр ЕЭС» — «Фирма ОРГРЭС».

Исполнитель Г.С. Киселев.

Согласовано с «СО-ЦДУ ЕЭС» 13.03.04, Председатель Правления В.К. Паули, с Департаментом электрических станций ОАО РАО «ЕЭС России» 12.04.04, Начальник А.А. Вагнер.

Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития ОАО РАО «ЕЭС России» 15.04.04.

Начальник А.П. Ливинский.

Введено впервые.

1. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ

1.1. Система ГРАМ предназначена для автоматического регулирования активной мощности ГЭС по сигналам задания, поступающим со станционного и вышестоящего уровней управления, а также формируемым в самой системе по отклонению частоты с распределением нагрузки между агрегатами по заданному критерию.

1.2. Система ГРАМ состоит из центрального регулятора (ЦР), агрегатных исполнительных устройств, включающих часть регуляторов частоты вращения (РЧВ) гидротурбины, исполняющих команды ЦР, датчиков аналоговой и дискретной информации, органов управления и устройств отображения информации.

1.3. Центральный регулятор является основой системы ГРАМ. Он определяет все ее функциональные свойства и в соответствии с заданным алгоритмом формирует для каждого включенного на групповое регулирование гидроагрегата задание по активной мощности или по открытию направляющего аппарата.

2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

2.1 Должна быть обеспечена возможность реализации:

• регулирования заданного уровня частоты в энергосистеме по статической или астатической характеристике;
• регулирования мощности ГЭС или отдельных ее частей со статизмом по частоте в соответствии с заданиями, поступающими со станционного или вышестоящего уровней управления.

Первичное регулирование частоты в режиме группового регулирования должно обеспечиваться за счет действия РЧВ с характеристиками, отвечающими требованиям энергосистемы. Система ГРАМ не должна препятствовать действию РЧВ по отклонению частоты.

2.2. Распределение нагрузки между гидроагрегатами, работающими на групповом регулировании, должно производиться с учетом индивидуальных ограничений по максимальной мощности и зон нежелательной работы по одному из следующих способов:

• по равенству мощностей или открытий направляющих аппаратов при идентичности энергетических характеристик гидроагрегатов;
• по минимуму суммарных потерь при различных энергетических характеристиках гидроагрегатов.

Принятие второго способа распределения нагрузки обосновывается в каждом конкретном случае при наличии различий в натурных энергетических характеристиках гидроагрегатов.

2.3. При наличии зоны нежелательной работы внутри рабочего диапазона нагрузок должна быть предусмотрена возможность автоматического перевода необходимого количества гидроагрегатов из верхней зоны в нижнюю при снижении нагрузки ГЭС и обратного перевода из нижней зоны в верхнюю при увеличении нагрузки ГЭС. Должна быть предусмотрена возможность работы агрегата в нижней зоне на холостом ходу с блокированием управления от ГРАМ. При работе гидроагрегатов в различных зонах нагрузки должны поддерживаться в заданных пределах регулировочные диапазоны на разгрузку и загрузку ГЭС.

2.4. При заранее предусмотренном разделении ГЭС на части должно обеспечиваться групповое регулирование мощности в каждой из разделившихся частей в соответствии с требованиями энергосистемы. Должна также предусматриваться возможность автоматического регулирования или ограничения перетока мощности между секциями ГЭС путем раздельного управления мощностью двух групп гидроагрегатов.

2.5. При отключении агрегатов устройствами противоаварийной автоматики (ПА) задание мощности ГЭС должно автоматически уменьшаться на значение фактической мощности отключенных агрегатов. При этом должна быть предусмотрена возможность блокирования сигнала задания мощности от вышестоящих уровней управления (АРЧМ).

При частотном пуске агрегатов в генераторный режим задание мощности должно автоматически увеличиваться на сумму мощностей пускаемых агрегатов. Должна быть предусмотрена возможность ступенчатого изменения задания мощности на (или до) заранее определенную величину по дискретным сигналам системной автоматики.

2.6. При участии ГЭС в автоматическом вторичном регулировании частоты и активной мощности (АРЧМ) центральный регулятор должен содержать программный модуль задатчика внеплановой мощности (ЗВМ).

В модуле ЗВМ должны быть реализованы следующие функции:

• прием с верхнего уровня управляющего воздействия, переданного по каналу телемеханики;
• проверка достоверности поступающего сигнала;
• формирование пропорциональной составляющей и составляющей по производной от входного сигнала;
• защита от неисправностей и помех в канале телемеханики.

Включение и отключение ЗВМ не должны вызывать изменений мощности ГЭС.

Должна быть предусмотрена возможность приема заданий в виде приращений, передаваемых в цикле работы канала телемеханики, с формированием задания для ГРАМ на интеграторе ЗВМ.

2.7. Суммарная мощность ГЭС должна поддерживаться неизменной после ручного или автоматического подключения (отключения) работающего под нагрузкой агрегата к системе ГРАМ (от системы ГРАМ) при пуске (останове) агрегата, при выводе (вводе) агрегата из режима (в режим) синхронного компенсатора, при переводе гидроагрегатов из верхней рабочей зоны нагрузок в нижнюю и обратно.

2.8. Должна быть предусмотрена возможность ввода ограничений суммарной максимальной и минимальной мощности ГЭС и автоматического снятия ограничений по приоритетным сигналам системной автоматики, а также ограничения максимального и минимального задания мощности гидроагрегата. При достижении заданной уставки ограничения мощности дальнейшее изменение задания мощности в сторону ограничения должно блокироваться с выдачей соответствующего сообщения персоналу ГЭС и телесигналов блокировки регулирования на загрузку или разгрузку ГЭС на верхний уровень АРЧМ.

2.9. При отделении гидроагрегата от схемы ГЭС должно быть предусмотрено его отключение от системы ГРАМ. Во всех случаях гидроагрегат должен оставаться под управлением РЧВ гидротурбины.

3. СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

3.1. Разрешающая способность измерения частоты должна быть не хуже 0,01 Гц. Зона нечувствительности системы не должна превышать +/- 0,02 Гц.

3.2. Отклонения в отработке задания мощности ГЭС не должны превышать погрешности измерительных преобразователей мощности более чем на +/- 1%.

3.3. Должно быть обеспечено плавное или ступенчатое с интервалом не более 1% изменение уставок статизма по частоте в пределах от 0 до 10% с отклонением не более +/- 0,1%.

3.4. Статизм по частоте, отнесенный к одному агрегату, при изменении числа включенных в ГРАМ агрегатов не должен изменяться более чем на +/- 5% установленного значения.

3.5. Отклонения в ограничении мощности ГЭС относительно заданной уставки не должны превышать погрешности измерительных преобразователей мощности более чем на +/- 2%.

3.6. Должно обеспечиваться плавное или ступенчатое с дискретностью не более 0,02 Гц изменение уставки по частоте от 49 до 51 Гц.

3.7. Должна предусматриваться возможность ввода мертвой зоны по частоте в пределах +/- 0,5 Гц относительно номинального значения с дискретностью установки не более 0,05 Гц.

3.8. Отклонения в реализации заданного распределения нагрузки не должны превышать +/- 2% номинального значения заданного параметра (мощности или открытия направляющего аппарата).

3.9. Изложенные здесь и в разделе 4 требования к каналу регулирования частоты не должны ухудшать статических и динамических характеристик первичного регулирования частоты, обеспечиваемых РЧВ гидротурбины.

4. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

4.1. Каналы регулирования частоты и мощности должны иметь независимую динамическую настройку. При этом должна быть обеспечена возможность установки двух независимых динамических настроек канала регулирования частоты, переключение которых должно производиться автоматически в соответствии с двумя возможными режимами работы ГРАМ.

4.2. Формирование сигнала регулирования по отклонению частоты должно производиться по ПИ- (при астатическом регулировании) или по ПД- (при статическом регулировании) закону.

При изодромной структуре формирования ПИ-сигнала регулирования настроечные параметры должны изменяться в следующих пределах:

временная неравномерность — от 5 до 100%;

постоянная времени изодрома — от 2,0 до 30 с.

4.3. Переходный процесс регулирования мощности должен иметь апериодический характер с постоянной времени от 10 до 40 с. Допускается одно перерегулирование с амплитудой до 5% заданного изменения мощности.

4.4. Время переходного процесса регулирования мощности с изменением числа работающих в ГРАМ агрегатов при регулировании их мощности в рабочей зоне нагрузок не должно изменяться более чем на 20%.

4.5. В системах ГРАМ с радиальными каналами управления мощностью агрегатов скорость изменения мощности агрегата, подключаемого к системе ГРАМ, должна настраиваться независимо от максимальной скорости регулирования мощности. Суммарная фактическая мощность ГЭС в процессе перевода какого-либо агрегата на групповое регулирование не должна изменяться более чем на +/- 2%.

4.6. При вводе ГРАМ в работу задание мощности должно автоматически устанавливаться равным фактической мощности ГЭС, что должно обеспечить отсутствие толчков мощности ГЭС.

4.7. При возникновении аварийного режима в энергосистеме по сигналу системной автоматики или при снижении частоты в энергосистеме ниже заданной уставки должен быть обеспечен набор нагрузки с максимально возможной скоростью, определяемой временем открытия направляющего аппарата и разворота лопастей рабочего колеса. При этом должен соблюдаться приоритет действия сигналов ограничений перетоков мощности по линиям электропередачи, если эти сигналы исключают набор нагрузки.

При аварийном повышении частоты в энергосистеме выше заданной уставки должна быть обеспечена разгрузка гидроагрегатов с максимально возможной скоростью.

4.8. Перераспределение нагрузки в соответствии с индивидуальными энергетическими характеристиками агрегатов или технологическими ограничениями не должно вызывать изменений суммарной мощности ГЭС.

5. ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТНОЙ ЧАСТИ

5.1. Центральный регулятор ГРАМ должен быть выполнен на базе микропроцессорной техники.

5.2 В качестве минимального объема входной аналоговой информации должны вводиться следующие сигналы:

• частота на шинах ГЭС или ее секций;
• активная мощность генераторов;
• сигналы задания с вышестоящего уровня управления.

В соответствии со специфическими особенностями конкретных ГЭС могут вводиться дополнительные сигналы, например, величина перетока мощности на линии или через межсекционный автотрансформатор.

5.3 В качестве дискретной информации должен быть предусмотрен ввод, как правило, следующих сигналов:

• положение выключателей генераторов;
• сигнал состояния реле группового регулирования;
• контакты реле системных устройств автоматики;
• контакты ключей управления (при сохранении традиционных средств управления).

При участии ГЭС в АРЧМ должен быть предусмотрен ввод телесигналов подключения к телерегулированию и отключения.

На некоторых ГЭС, например, с «жесткими» блоками, может быть также введена информация о положении разъединителей генераторов. Для фиксации разделения ГЭС на автономные части может также вводиться информация о положении выключателей главной схемы электрических соединений.

5.4 Органы управления должны обеспечивать выполнение следующих операций:

• изменение задания мощности ГЭС или отдельных ее частей;
• изменение ограничений нижнего и верхнего пределов мощности ГЭС;
• изменение режимов работы ГРАМ;
• ручное подключение и отключение гидроагрегата от ГРАМ;
• подключение к телерегулированию и отключение.

5.5 Средства настройки должны обеспечивать изменение следующих параметров:

• статизма по частоте;
• мертвой зоны по частоте;
• динамических параметров настройки контуров регулирования частоты и мощности;
• технологических ограничений агрегатов и граничных значений зон нежелательной работы агрегатов;
• параметров, определяющих оптимальное распределение нагрузки между агрегатами;
• максимальной скорости изменений задания мощности, уставки частоты, ограничений мощности агрегатов при групповом регулировании.

5.6. В зависимости от используемого способа управления регуляторами гидротурбин должна предусматриваться возможность формирования на выходе ЦР ГРАМ одного из трех видов сигналов: одного (или нескольких по числу агрегатов) аналогового сигнала напряжения постоянного тока 0 — 10 или +/- 10 В, или постоянного тока 0 — 5 мА, дискретных сигналов импульсного управления задатчиками мощности регуляторов, цифровых значений заданий мощности каждого из работающих агрегатов.

Последний из указанных видов сигналов является предпочтительным при управлении микропроцессорным регулятором гидротурбины.

5.7 Объем выходной информации:

• режим работы ГРАМ;
• задание мощности (в режиме регулирования мощности) или уставка частоты (в режиме регулирования частоты);
• значения регулировочных диапазонов на увеличение и уменьшение мощности ГЭС;
• дискретные сигналы исчерпания заданных регулировочных диапазонов;
• составляющая задания от устройств системного регулирования;
• заданная мощность или открытие направляющего аппарата каждого работающего агрегата;
• установленные ограничения минимальной и максимальной мощности ГЭС.

5.8. Предпочтительным средством управления работой ГРАМ является автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, которое должно обеспечивать выполнение требований п. п. 5.3, 5.4 и 5.6. Кроме того, должна быть предусмотрена возможность управления мощностью агрегатов, работающих на индивидуальном регулировании.

5.9. При отказе ЦР ГРАМ или исчезновении напряжения питания должен обеспечиваться автоматический перевод подключенных к ГРАМ агрегатов на индивидуальное регулирование. После восстановления работоспособности ЦР обратное подключение агрегатов к ГРАМ может производиться в зависимости от конкретных особенностей работы ГЭС как вручную, так и автоматически.

---